報告書番号

Q15007

タイトル（和文）

ステンレス鋳鋼管に対するフェーズドアレイ超音波探傷条件の検討

タイトル（英文）

Study of Measurement Conditions of Phased Array Ultrasonic Technique for Detection of Flaws in Cast Austenitic Stainless Steel Pipes

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

難探傷材とされているステンレス鋳鋼に対する高精度なフェーズドアレイ超音波探傷技術を開発するため，異なる寸法のノッチ及び疲労き裂を付与したステンレス鋳鋼試験体を周波数1MHz及び2MHzのフェーズドアレイ探触子で測定し，欠陥の検出性に対する周波数及び屈折角の影響を検討した．同じアパーチャーを有する周波数1MHzと2MHzのリニアアレイ探触子による測定結果を比較し，周方向と軸方向に挿入したノッチ及び疲労き裂のすべてに対し，周波数2MHzのほうは,周波数1MHzより優れた欠陥の検出能力を有することが判った．また，異なる屈折角に対応する測定結果を解析した．屈折角20°以下では，,底面エコーが強く受信され，ノッチのコーナーエコーを識別することが困難である．40°越えでは，コーナーエコーの強度が低下し，同じく識別が困難となる．それに対して，屈折角が25~40°のとき，SN比が2以上でノッチのコーナーエコーを識別できる．これらのことから，屈折角25~40°の使用が適切であることは判った．

概要 （英文）

Cast austenitic stainless steel (CASS) is widely used in reactor coolant piping systems in pressurized water reactors. Detection of flaws in Components made of CASS is a big challenge for ultrasonic testing due to beam skewing, dispersion and severe attenuation. Phased array ultrasonic technique is considered as a promising technique for overcoming such a problem. In order to improve detectability of flaws, it is important to use an optimum probe. For this optimization, we conducted basic investigation with CASS specimens having notches and fatigue cracks with different depths. Specimens are made of CF-8M. The diameter and thickness of specimen are 940 and 80 mm, respectively. Three phased array probes were used in the study. Two linear array probes have the same aperture but their respective frequencies are 1 and 2 MHz. The third is a matrix probe with frequency of 2 MHz and its aperture is about 1.5 times larger than that of linear arrays. Investigation results show (1) 2-MHz probes have better detectability of flaw than the 1-MHz linear probe because the 1-MHz probe has poor focus capability, (2) the identification of flaws by TRL technique is much easier than by PE technique thanks to the disappearance of echoes resulted from reflection within wedge, and (3) the easiness of identification of flaws is greatly dependent on refraction angle and the SN ratio of flaws is greater than 2 while refraction angle ranging from 25 to 40 degrees.

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